四大显微设备SEM、TEM、AFM、STM工作原理

扫描电子显微镜（SEM）

SEM通过细聚焦电子束扫描样品表面时所激发的多种物理信号对其进行调制成像。

SEM就是利用逐点成像，将试样表面的不同特性，按照先后顺序及比例变换成影像，例如二次电子像等。

扫描电镜的优点是：

1）有较高的放大倍数；

2）有很大的景深，视野大，成像富有立体感，

3）试样制备简单。

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射电子显微镜（TEM）

TEM就是将聚焦电子束投影在很细的试样表面，通过试样透射电子束或者衍射电子束产生的像对试样内微观组织结构进行分析。

TEM通常被用来研究纳米材料结晶，观测纳米粒子形貌，分散以及对纳米粒子粒径大小进行测量与评价。

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扫描隧道显微镜（STM）

STM就是应用量子理论隧道效应来检测物质表面结构。

一个带着微小电荷的探针缓缓穿过物质，一个电流自探针流出来，穿过了整个物质，到达了最底层的表层。

探针穿过单个原子时流经探针电流量涨落而获得画面。

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原子力显微镜（AFM）

AFM是通过探测试样表面与一微型力敏感元件间极弱的原子间相互作用力，对物质表面结构与特性进行研究。

把一对对微弱力反应极为灵敏的微悬臂的一端固定在试样上，另端针尖靠近试样并通过它们之间的相互作用使微悬臂产生变形或改变运动状态。

利用传感器检测这些变化来获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。

原子力显微镜的优点：

1）AFM提供真正的三维表面图。

2）不会对样品造成伤害。

3）更为广泛的适用性。

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